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1、1 12 2 什么是颜色？什么是颜色？ 色彩色彩n n是通过光被我们人眼所感知的是通过光被我们人眼所感知的 光光n n实际上是一种按波长辐射的电磁能实际上是一种按波长辐射的电磁能将不同波长的光波组合在一起，就会产生颜色将不同波长的光波组合在一起，就会产生颜色颜色的基本知识（颜色的基本知识（1/61/6）3 3英国人英国人NewtonNewton，三棱镜实验三棱镜实验n n证明了白光是所有可见光的组合。证明了白光是所有可见光的组合。颜色的基本知识（颜色的基本知识（2/62/6）光源光阑三棱镜屏幕赤 橙 黄 绿 青 蓝 紫图8-1 色散现象4 4 光谱光谱n nspectrumspectrumn
2、n将白光分解为单色光，并按波长顺序排列将白光分解为单色光，并按波长顺序排列 可见光谱可见光谱n n人眼能看到的光波人眼能看到的光波n n波长约波长约350350750750纳米的光波纳米的光波色光色光n n对应于不同波长的光波对应于不同波长的光波颜色的基本知识（颜色的基本知识（3/63/6）5 5颜色的基本知识（颜色的基本知识（4/64/6） 视觉现象视觉现象 n n同时对比同时对比 同时性颜色对比同时性颜色对比 继时性颜色对比继时性颜色对比 n n对比灵敏度对比灵敏度 n n视觉分辨率视觉分辨率 n n视觉暂留特性视觉暂留特性 n n马赫带效应马赫带效应 6 6 颜色视觉机理颜色视觉机理n
3、nYoung -HelmholtzYoung -Helmholtz的三原色学说的三原色学说 “ “在人眼视网膜上存在感受红、绿、蓝色的光接受器在人眼视网膜上存在感受红、绿、蓝色的光接受器 （锥状体），分别对红、绿、蓝三种光最敏感，一（锥状体），分别对红、绿、蓝三种光最敏感，一 切颜色特性都由这些锥状体的响应量的比例来表示切颜色特性都由这些锥状体的响应量的比例来表示” ” n nHeringHering的对立颜色学说（四色学说）的对立颜色学说（四色学说） “ “在人眼视网膜上存在着响应红在人眼视网膜上存在着响应红- -绿、黄绿、黄- -蓝、白蓝、白- -黑的黑的 三种光接受器，所有的颜色特性都由
4、这些光接受器三种光接受器，所有的颜色特性都由这些光接受器 的响应量的比例来表示的响应量的比例来表示” ” 颜色的基本知识（颜色的基本知识（5/65/6）7 7 特点特点n n基于经验事实提出基于经验事实提出n n都有心理实验和显微光谱都有心理实验和显微光谱- -电生理学测定结果作依据电生理学测定结果作依据 Young -HelmholtzYoung -Helmholtz的三原色学说的三原色学说n n缺点是不能满意地解释色盲现象缺点是不能满意地解释色盲现象 HeringHering的对立颜色学说（四色学说）的对立颜色学说（四色学说）n n缺点是不能满意地解释红、绿、蓝三原色能够产生缺点是不能满意
5、地解释红、绿、蓝三原色能够产生 所有光谱色彩的现象所有光谱色彩的现象颜色的基本知识（颜色的基本知识（6/66/6）8 8常用的颜色空间常用的颜色空间 （1/141/14） 与图形处理相关的颜色空间与图形处理相关的颜色空间 n nRGBRGB颜色空间颜色空间 n nCMYCMY颜色空间颜色空间 与设备无关的颜色空间与设备无关的颜色空间n nCIE XYZCIE XYZ颜色空间颜色空间 n nCIE LabCIE Lab颜色空间颜色空间 n nITU-R BT.709 RGBITU-R BT.709 RGB颜色空间颜色空间 电视系统颜色空间电视系统颜色空间 n nEuropean YUVEurop
6、ean YUV颜色空间颜色空间 n nAmerican YIQAmerican YIQ颜色空间颜色空间 9 9常用的颜色空间常用的颜色空间 （2/142/14） RGBRGB模型模型n nRedRed（红）（红）n nGreenGreen（绿）（绿）n nBlue(Blue(兰兰) )n n加色模型加色模型 应用应用n n彩色彩色CRTCRT1010常用的颜色空间常用的颜色空间 （3/143/14） CMYCMY模型模型n nCyanCyan（青）（青）n nMagentaMagenta（品红）（品红）n nYellowYellow（黄）（黄）n n减色模型减色模型 应用应用n n硬拷贝设备硬
7、拷贝设备1111 颜料对光的选择性吸收原理颜料对光的选择性吸收原理红绿 蓝白白纸红 绿 蓝黄=白-蓝红 绿 蓝黑=白-蓝-绿-红红 绿 蓝红=白-蓝-绿常用的颜色空间常用的颜色空间 （4/144/14）1212RGBRGB彩色空间和彩色空间和CMYCMY彩色空间转换关系彩色空间转换关系常用的颜色空间常用的颜色空间 （5/145/14）1313常用的颜色空间（常用的颜色空间（6/146/14） CIE XYZCIE XYZ颜色空间颜色空间波长()三刺激 值三刺激 值波长()图8-10 RGB色度系统的色匹配函数图8-11 CIE-XYZ色度系统的标准色匹配函数1414常用的颜色空间（常用的颜色空
8、间（7/147/14） CIE-RGBCIE-RGB三刺激值与与三刺激值与与CIE_XYZCIE_XYZ三刺激值三刺激值 可通过如下两个式子进行相互转换可通过如下两个式子进行相互转换 1515常用的颜色空间（常用的颜色空间（8/148/14） CIECIE色度图色度图yx黄绿橙红黄x光谱轨迹线紫色线紫蓝青绿AB CD65Ey1616常用的颜色空间（常用的颜色空间（9/149/14） CIE LabCIE Lab颜色空间颜色空间 色差计算色差计算当X/X0,Y/Y0,Z/Z01.0(U)1.0(U)，1.0(V)1.0(V) 电视的制式电视的制式n n电视信号的标准电视信号的标准n nNTSCN
9、TSC制式制式正交平衡调幅制正交平衡调幅制 美国、加拿大等大部分西半球国家以及中国的台湾、日本、韩国、菲律宾美国、加拿大等大部分西半球国家以及中国的台湾、日本、韩国、菲律宾 n nPALPAL制式制式逐行倒相正交平衡调幅逐行倒相正交平衡调幅 西德、英国等一些西欧国家，新加坡、中国大陆及香港，澳大利亚、新西西德、英国等一些西欧国家，新加坡、中国大陆及香港，澳大利亚、新西 兰等兰等 n nSECAMSECAM 法国、东欧和中东法国、东欧和中东 常用的颜色空间常用的颜色空间 （12/1412/14）2020 European YUVEuropean YUV颜色空间颜色空间n nY Y：亮度：亮度n
10、nU U ：色差：色差n nV V：色差：色差应用应用n nYUVYUV制式制式电视广播系统电视广播系统常用的颜色空间常用的颜色空间 （13/1413/14）2121 American YIQAmerican YIQ颜色空间颜色空间n nY Y：亮度：亮度n nI I ：色差：色差n nQ Q：色差：色差应用应用n nNTSCNTSC制式制式电视广播系统电视广播系统常用的颜色空间常用的颜色空间 （14/1414/14）2222色彩设计色彩设计 （1/41/4） 色彩的情感色彩的情感n n色彩的冷暖感色彩的冷暖感 n n色彩的重量感色彩的重量感 n n色彩的尺寸感色彩的尺寸感 n n色彩的距离感
11、色彩的距离感 n n色彩的软硬感色彩的软硬感 n n色彩的情绪感色彩的情绪感 2323 面向色彩设计的面向色彩设计的HSVHSV模型模型n nH(Hue)H(Hue)：色相：色相 与光波的主波长有直接关系与光波的主波长有直接关系n nS(Saturation)S(Saturation)：饱和度：饱和度 定义该颜色光的（主波长的）纯色光与白色光的比例定义该颜色光的（主波长的）纯色光与白色光的比例 n nV(Value)V(Value)：明度：明度 与光的能量有关与光的能量有关 应用应用n n用户调色板用户调色板色彩设计色彩设计 （2/42/4）2424色彩设计色彩设计 （3/43/4） HSVH
12、SV模型模型n n对应于圆柱坐标系的一个圆锥形子集对应于圆柱坐标系的一个圆锥形子集 白色浓纯色色相 色深黑灰图8-16 HSV颜色模型示意图绿(120)红(0)青(180)黄(60)蓝(240)品红(120)HOS(1,0)V图8-15 色相、色浓和色深之间的关系2525色彩设计色彩设计 （4/44/4） 数字图像颜色类型数字图像颜色类型n n真彩色（真彩色（True-colorTrue-color） 直接用直接用R R、GG、B B值来决定像素的颜色值值来决定像素的颜色值 n n伪彩色（伪彩色（Pseudo-colorPseudo-color） 把整个像素值作为查找表的索引地址进行查找变换把
13、整个像素值作为查找表的索引地址进行查找变换 n n调配色（调配色（Direct-colorDirect-color） 对对R R、GG、B B分量分别单独作为查找表的索引地址进分量分别单独作为查找表的索引地址进 行查找变换行查找变换 2626 颜色再现的五个层次（颜色再现的五个层次（Hunt & FairchildHunt & Fairchild）n n一般颜色再现一般颜色再现 Color reproductionColor reproductionn n满意色再现满意色再现 Pleasing color reproductionPleasing color reproductionn n色度
14、学色再现色度学色再现 Colorimetric color reproductionColorimetric color reproduction颜色颜色 外观色再现外观色再现 Color appearance reproductionColor appearance reproductionn n最喜欢色再现最喜欢色再现 Preferred color reproductionPreferred color reproduction颜色再现与色彩管理颜色再现与色彩管理 （1/101/10）2727 色彩匹配的理想目标色彩匹配的理想目标n n依赖于图像的类型和用户的目的依赖于图像的类型和用户的
15、目的 普通用户普通用户n n色度学色再现色度学色再现 电子商务电子商务，如网上购物、远程医疗诊断，如网上购物、远程医疗诊断n n颜色外观色再现颜色外观色再现 商业印刷商业印刷，如对宣传广告，如对宣传广告n n最喜欢色再现最喜欢色再现 颜色再现既是一门科学，也是一门艺术颜色再现既是一门科学，也是一门艺术颜色再现与色彩管理颜色再现与色彩管理 （2/102/10）2828 质量评价常用的指标质量评价常用的指标n n色调（色调（huehue）n n亮度（亮度（lightnesslightness）n n饱和度（饱和度（saturationsaturation）n n阶调范围（阶调范围（tonal rangetonal range）n n对比度（对比度（contrastcontrast）n n纹理（纹理（texturetexture）n n灰平衡（灰平衡（gray balancegray balance） 颜色再现与色彩管理颜色再现与色彩管理 （3/103/10）2929颜色再现与色彩管理颜色再现与色彩管理（4/104/10）
